模具大致可分为三类：冷作模具、热作模具和塑料模具，用于锻造、冲压、切割、压铸等。由于各种模具的用途不同，工况复杂，用于模具的钢材，根据其制造的模具的工作条件，应具有较高的硬度， 强度、耐磨性、足够的韧性，以及高淬透性、淬透性等工艺性能。

由于用途不同，工况复杂，对模具钢的性能要求也不同。

冷作模具包括冷冲压模具、拉丝模具、拉丝模具、压印模具、滚丝模具、滚丝模具、冷镦模具和冷挤压模具。

冷作模具有钢，根据制造它的工具的工作条件，应具有高硬度、强度、耐磨性、足够的韧性，以及高淬透性、淬透性等工艺性能。

合金钢分析仪分析对于这类合金工具钢一般是高碳合金钢，碳质量分数在0.80%以上，铬是这类钢的重要合金元素，其质量分数通常不超过5%。但是，对于一些耐磨性高、淬火后变形小的钢，最高铬质量分数可以达到13%，并且为了形成大量的碳化物，钢中的碳质量分数也很高，高达2.0%~2.3%。

冷作模具钢的碳含量很高，其大部分微观结构属于共晶钢或 lesteite 钢。

常用的钢材包括高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钢等。

【应用】：冷作模具用于在冷态（工作温度低于 200~300 °C）下成型金属，如冷冲压模具、冷挤压模具、剪切模具等。这类模具承受较大的压力、强的摩擦力和一定的冲击力，因此，要求具有较高的硬度、耐磨性和足够的韧性。此外，复杂、精密和大型形状的模具也要求高淬透性和较小的热处理变形。

【化学成分】：碳硫分析仪分析冷作模具钢一般含碳量高，wC=1.0%~2.0%，以获得高硬度和高耐磨性。添加合金元素 Cr、Mo、W、V 等以提高耐磨性、淬透性和抗回火性。

【常用的冷作模具钢】：Crl2型钢包括Cr12、Cr12MoV等，这类钢具有良好的淬透性和耐磨性，热处理变形小，常用于大型冷作模具。其中，Crl2MoV 钢在耐磨性方面不如 Cr12 钢，但也具有更好的强度和韧性，应用最为广泛。对于较小的冷作模具，可以选择低合金冷作模具钢CrWMn等，也可以使用切削工具钢9SiCr或轴承钢GCr15。

【热处理】：Crl2钢属于莱斯特尼钢，加工前应反复锻造和退火。Cr12钢的最终热处理一般是调质和回火，得到回火的马氏体、碳化物和残余奥氏体组织，硬度为60~64HRC。

热作模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型，包括热锻模具、压锻模具、冲压模具、热挤压模具和金属压铸模具。热变形模具除了承受巨大的机械应力外，还必须承受反复的加热和冷却，从而产生很大的热应力。热作模具钢除了具有高硬度、强度、红硬、耐磨性和韧性外，还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐腐蚀性，除了高淬透性外，以确保整个截面具有一致的机械性能。对于压铸模具钢，还应具有表层承受反复加热和冷却而不开裂的能力，并承受液态金属流动的冲击和侵蚀。这类钢一般属于中碳合金钢，碳质量分数为0.30%~0.60%，属于次共晶钢，有的钢由于加入较多的合金元素（如钨、钼、钒等）而成为共晶或超共晶钢。常用的钢材有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。

【应用】：热作模具用于铁水的成型加工，如热锻模具、压铸模具、热挤压模具等。热作模具在工作时承受比较高的冲击载荷，模腔表面应与铁水接触并摩擦，局部温度可达500°C以上，并不断反复加热和冷却，模具型腔表面经常因热疲劳而开裂， 因此要求热作模具钢具有较高的综合力学性能和良好的高温抗热疲劳性。此外，它必须具有足够的淬透性。

【化学成分】：热作模具钢为中等碳成分，wC=0.3%~0.6%，以获得综合力学性能;合金分析仪分析的合金元素包括Cr、Mn、Ni、Mo、W、Si等，其中Cr、Mn、Ni的主要作用是提高淬透性;W 和 Mo 提高抗回火性，防止回火脆性;Cr、W、Mo、Si 还提高了钢的抗热疲劳性。

【常用热作模具钢】：5CrMnMo和5CrNiMo是最常用的热锻模具钢，其中5CrMnMo常用于制造中小型热锻模具，5CrNiMo常用于制造大中型热锻模具;对于受静压的模具（如压铸模具、挤压模具等），应选择3Cr2W8V或4Cr5W2VSi钢。

【热处理】：热锻模坯在锻造后需要进行退火处理，以消除锻造应力，降低硬度，便于切削加工;最后的热处理是淬火、高温（或中温）回火，回火后得到均匀回火的山梨醇或回火龟甲，硬度约为40HRC。

塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的性能，如强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐腐蚀性。此外，还要求具有良好的可制造性，如热处理变得更小、加工性能好、耐腐蚀性好、研磨抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好、工作条件下尺寸和形状稳定。一般来说，热作模具钢可用于注射成型或挤压成型模具;冷作模具钢可用于热固性成型和要求高耐磨性和高强度的模具。

【性能要求】：塑料模具的应力和磨损小，主要的失效模式是模具表面质量的下降，因此应具备以下性能：（1）加工性能好，在较高的预硬化硬度（28~35HRC）下，易于进行切割或电火花加工，易于蚀刻各种图案， 文字和符号;（2）抛光性好，抛光后的模具表面达到高镜面反射度（一般Ra值为0.1~0.012μm），;(3）高硬度（热处理后硬度应超过45~55HRC），耐磨性好，强度和韧性足够;（4） 热处理变形小（保证精度）、焊接性好（易于进行模具焊接）等。